NİKEL METAL HİDRİT PİLLERDEN NADİR TOPRAK ELEMENTLERİ VE KRİTİK ELEMENTLERİN KAZANIMI
Loading...
Date
2026-01-14
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu, TENMAK
Abstract
Günümüzde artan enerji talebi, enerji depolama ihtiyacı ve sürdürülebilirlik hedefleri, kritik ham maddelerin güvenilir kaynaklardan temin edilmesini zorunlu kılmaktadır. Kritik elementleri içeren enerji depolama uygulamalarında yaygın olarak kullanılan pil türleri lityum iyon ve nikel metal hidrit (NiMH) pillerdir. NiMH piller, elektrikli araçlar ve taşınabilir elektronik cihazlarda kullanılmaktadır. NiMH pillerin üretiminde kullanılan nikel ve nadir toprak elementleri (NTE) gibi stratejik metallerin, geri dönüşüm süreçleriyle tekrar kazanılarak ikincil ham madde kaynağı olarak değerlendirilmesi mümkündür. Bu bağlamda, şehir madenciliği yaklaşımıyla atık NiMH pillerin geri dönüşümü, hem çevresel açıdan atık yönetimine katkı sağlamakta hem de stratejik ham maddelerin arz güvenliği açısından kritik bir değer taşımaktadır.
Bu çalışmada, öncelikle NiMH pillerden elde edilen “siyah kütle (black mass)” fraksiyonunun fiziksel ve yapısal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. XRF ve XRD analizleri ile Ni(OH)₂, AB₅ tipi intermetalik hidrojen depolama alaşımları ve grafitik karbonun başlıca fazlar olduğu belirlenmiş; lazer kırınımına dayalı tane boyutu ölçümleri ise D₉₀ = 12,23 μm ve D₅₀ = 8,87 μm değerleriyle, numunenin yüksek özgül yüzey alanına sahip ince partiküllerden oluştuğunu ortaya koymaktadır. Bu morfolojik özellik, hidrometalurjik proseslerde çözünme kinetiklerini doğrudan etkilemekte ve metal kazanım verimini belirleyici bir faktör olarak öne çıkmaktadır. İçeriği belirlenen NiMH pil atığına sistematik liç deneyleri uygulanmış; sıcaklık, asit molaritesi ve sürenin liç verimine etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak 0,5–2 M derişim aralığında ve 30–50 °C sıcaklıklarda Zn hariç Ni, Co, Mn, Ce, La ve Nd gibi diğer elementlerde %90’ın üzerinde çözünme verimi sağlanmıştır.
Çalışmada ayrıca laboratuvar ölçeğinden pilot ölçeğe geçme amaçlı deneysel altyapı oluşturulmuş, bu kapsamda laboratuvar ölçeğinde elde edilen optimum parametreler yüksek hacimli liç işlemlerine uygulanmıştır. Bu sayede çalışmanın endüstriyel olarak uygulanabilirliği araştırılmıştır.
Description
Keywords
Geri dönüşüm, Hidrometalurjik liç, Nadir toprak elementleri, Nikel metal hidrit piller, Şehir madenciliği